ELECTRONICA III OSCILADORES SENOIDALES 1 • Los sistemas de comunicaciones electrónicas requieren formas de onda estables y repetitivas, tanto senoidales como no senoidales. • Parte esencial de un sistema electrónico de comunicaciones son generación de señal, sincronización de frecuencia y síntesis de frecuencia. • Oscilar es fluctuar entre dos estados o condiciones. Por consiguiente, oscilar es vibrar o cambiar. Una oscilación eléctrica es un cambio repetitivo de tensión o de corriente en una forma de onda. • Un oscilador es un circuito electrónico que produce oscilaciones, es decir, genera una forma de onda repetitiva. • Si un oscilador es autosostenido, los cambios en la forma de onda son continuos y repetitivos; suceden con rapidez periódica. • Los osciladores no autosostenidos requieren una señal externa de entrada, o disparador, para producir un cambio en la forma de onda de salida • Aplicaciones de los osciladores : generadores de portadora de alta frecuencia, fuentes piloto, relojes y circuitos de sincronización. 2 Principios básicos de oscilación 3 Si: Criterio de Barkhausen En realidad un oscilador no tiene señal de entrada, pero aquí se ha incluido para facilitar la comprensión del tema!!!! Condición de oscilacion Si |A(jωo)·β(jωo)| = 1 cuando el desfase es 180º, las magnitudes empezarán a crecer constantemente ¿Por qué no crece infinitamente? Por razones energéticas hay límites al crecimiento de la señal. Cuando el amplificador entra en zona de saturación, la ganancia disminuye, entonces disminuye |A(jωo)·β(jωo)| logrando la estabilidad cuando |A(jωo)·β(jωo)| =1 4 Condición de oscilacion 5 vf |Ags(jwo)·β (jwo| = 1 Observaciones: Aps(jwo): función de transferencia de pequeña magnitud Ags(jwo función de transferencia de gran magnitud Operación de los Osciladores 6 Cuando el interruptor de fuente de alimentación del amplificador está abierto, no hay oscilación. Cuando pasa de OFF a ON se introduce un ruido en el amplificador. Éste ruido, produce una tensión de salida Vo, que se aplica a la red β después de pasar por la etapa de amplificador y una tensión Vf =β.(AVi) después de la etapa de realimentación. Si los circuitos del amplificador y la red de realimentación proporcionan una βA de magnitud y fase correctas, Vf se puede igualar a Vi. Entonces, cuando el interruptor esté cerrado y la tensión de ruido Vi se elimine, el circuito continuará operando puesto que la tensión de realimentación es suficiente para controlar los circuitos del amplificador y de realimentación, y de esta manera se obtiene una tensión de entrada apropiada para mantener la operación del lazo. Si se satisface la condición, la forma de onda de salida seguirá existiendo después de que el interruptor se cierre. Principios básicos 7 Para que comience la oscilación: Tiene que existir una ωo para la cual se cumple el criterio de Barkhausen: fase de A(jωo)β(jωo)=180° . A esa ωo tiene que cumplirse |A(jωo)β(jωo) |=1 En la práctica, βA se hace mayor que 1 (5 a 10%) y el sistema comienza a oscilar debido a la tensión de ruido que se multiplica: Condición de Arranque. Principios básicos 8 Cuando se estabiliza la oscilación: • Debido a la saturación del amplificador, disminuye la A(jωo) hasta que |A(jωo)β(jωo) |=1 cuando la fase de A(jωo)β(jωo)| = 180º Los factores de saturación en el circuito práctico proporcionan un valor “promedio” de βA de 1. Las formas de onda resultantes nunca son exactamente senoidales, pero cuanto más se acerca el valor de βA a 1, más senoidal será. Condición de oscilación Para que el circuito funcione como oscilador y la tensión de salida vO sea senoidal, se debe cumplir : CRITERIO DE BARKHAUSEN Condición de módulo: El módulo de la función de ganancia de lazo, a la frecuencia de oscilación ω0, debe ser igual a la unidad. Condición de fase: El ángulo de fase de la función de la ganancia de lazo debe ser igual nulo, o sea 0º o 360º. 9 Condición de oscilación Matemáticamente, un ángulo de fase de 0º o 360º equivale a decir que la parte imaginaria de la función de ganancia de lazo vale cero a) Si el amplificador básico es un amplificador inversor de tensión, la red selectiva de frecuencia debe producir un ángulo de fase de 180º. b) Si el amplificador básico es un amplificador no inversor de tensión, la red selectiva de frecuencia debe producir un ángulo de fase de 0º o de 360º. 10 Resumen: Condición de oscilación 11 Pueden depender de la frecuencia ω : A, β, o las dos . Tanto A como β son valores de ganancia con efectos de carga. El amplificador realimentado debe ser inestable a una sola frecuencia ω0. O sea que hay una sola frecuencia para la cual la fase es la apropiada para producir oscilaciones. A esa frecuencia el módulo del producto de A.β es igual a 1. Para garantizar que la oscilación empiece, es preciso cumplir la condición de ganancia por exceso (algo mayor que 1): condición de arranque. Generalmente se incrementa entre el 5 y el 10%. O sea: 11 Tipos de Osciladores 12 OSCILADORES No sintonizados - RC Oscilador por desplazamiento de Fase. Oscilador en puente de Wien. OSCILADORES Sintonizados- LC Oscilador Colpitts. Oscilador Hartley. Oscilador Clapps. OSCILADORES a CRISTAL Oscilador serie, paralelo Oscilador Colpitts, Clapps. OSCILADOR DE FRECUENCIA VARIABLE Oscilador con control manual Oscilador controlado por tensión- VCO Oscilador con PLL- Sintetizador 12 Oscilador de desplazamiento de fase • El amplificador desfasa 180° • Tres células RC. Cada una debe desfasar 60° • El circuito oscilará a la frecuencia a la cual el desplazamiento de fase de la red RC sea 180 grados a la frecuencia ωO. Sólo a esta frecuencia, el desplazamiento total de fase será de 0 o 360 grados. • Como la red β es dependiente de la frecuencia, fijará la frecuencia de oscilación: • |A| debe ser igual la inversa de la amplitud de β a la frecuencia de oscilación 13 OSCILADORES NO SINTONIZADOS (RC) 14 CARACTERÍSTICAS • Amplificadores y Redes externas, selectivas en frecuencia, mediante elementos RC. • Suelen usar amplificadores integrados (OPs) • Requieren de limitador, que controla la amplitud de la oscilación • Banda de frecuencias de aplicación: Entre los cientos de Hz y el MHz. Estos valores se deben a: el límite inferior de frecuencia se debe a las dimensiones de los componentes El límite superior de frecuencia resulta de la respuesta de frecuencia y velocidad de respuesta amplificadores operacionales. Para frecuencias más altas se utilizan osciladores de cristal y circuitos formados por transistores y mallas LC sintonizado • No son muy estables. Su estabilidad depende en gran parte del tipo de componentes usados. Oscilador de desplazamiento de fase práctico La R final de la red β es la carga presentada por la entrada al amplificador A: Zin = R2 15 Oscilador de desplazamiento de fase práctico 16 Oscilador Puente de Wien Para este tipo de circuito, la frecuencia de oscilación viene dada por: Mientras que la condición para que a estas frecuencias se mantengan las oscilaciones es: 17 Osciladores LC 18 Los osciladores LC constan de un amplificador y un filtro resonante LC (pasa banda con alto factor de calidad) . La salida será una sinusoide, cuya frecuencia es igual a la frecuencia central o frecuencia de resonancia del filtro f 0. La distorsión de la señal de salida dependerá de la selectividad de la banda de paso del filtro. Es por ello que se necesita que el filtro tenga alto factor de calidad. Osciladores LC 19 La red de realimentación β está formada por tres elementos reactivos en configuración π de tres elementos. Como se toma muestra de tensión en serie, β será: Osciladores LC 20 Si las reactancias son puras, entonces: Z1=jX1; Z2=jX2; Z3=jX3 La ganancia de lazo será: Como la red β debe resonar: Entonces: Como – A.β debe ser positivo e igual a la unidad como mínimo, entonces AV debe ser negativo y X1 y X2 deben tener el mismo signo, o sea ser de la misma clase de reactancia. Ej: Si X3= jwL entonces X1=-j/wC1 y X1=-j/wC1 Osciladores LC 21 Las impedancias X1 y X2 con la impedancia X3 conforman un circuito resonante capaz de oscilar a la frecuencia deseada. La realimentación se produce debido a que el circuito resonante, a esta frecuencia produce un desfasaje de 180° entre la señal de entrada y la señal de salida. Este desfasaje de 180º solo se produce a la componente cuya frecuencia coincide con la de resonancia, siendo distinto de 180º para las otras componentes. Este oscilador presenta una gran estabilidad en frecuencia, comparado con un oscilador RC, pero con respecto a un oscilador controlado por cristal, es muy poco estable, es por ello que se dice que la estabilidad es relativa. Osciladores LC de tres elementos reactivos 22 Se pueden construir varios circuitos a partir de las consideraciones anteriores: Análisis del Oscilador Colpitts 1. Se debe cumplir criterio de Barkhausen: A la frecuencia de oscilación el módulo del producto de A.β es igual a 1 El desfasaje del módulo del producto de A.β es igual a cero. 2.- la red β debe resonar ΣX=0 23 Análisis del Oscilador Colpitts Cálculo de β: se trata de una realimentación de tensión en serie: Para el circuito propuesto: 2. La red β debe resonar: 24 Consideraciones para el diseño de un Oscilador LC Para el desarrollo de la teoría precedente se realizaron una serie de suposiciones, las que deberán ser tenidas en cuenta al momento de diseñar el oscilador. A saber, se supuso que : El amplificador no carga a la red β, lo cual quiere decir que la impedancia de entrada del amplificador es infinita. En la práctica se deberán elegir configuraciones con impedancia de entrada grande. El ancho de banda del circuito resonante es chico. Para ello se deberá tener especial cuidado de usar bobinas con Q (factor de mérito) alto. La ganancia de tensión del amplificador debe ser mayor a 2. El elemento activo tiene frecuencia de corte al menos 5 veces superior a la frecuencia de salida del oscilador. Para un oscilador Colpitts la frecuencia de oscilación depende de los valores de L, C1, C2, de la carga, de la red, temperatura, tolerancia, etc. 25 Oscilador Hartley 1.Cálculo de β: se trata de una realimentación de tensión en serie: Para el circuito propuesto: 2. La red β debe resonar: Si tuvieran inductancia mutua: 26 Oscilador Clapp 1. Cálculo de β: se trata de una realimentación de tensión en serie: Para el circuito propuesto: •C3 no influye en la condición |A(jwo)·β(jwo)| > 1 2. La red β debe resonar: C3 influye en la frecuencia de oscilación, especialmente si C3 << C1,C2 • Especialmente útil para osciladores de frecuencia variable. 27 Oscilador Clapp v2 1. Cálculo de β: se trata de una realimentación de tensión en serie: Para el circuito propuesto: •C3 no influye en la condición |A(jwo)·β(jwo)| > 1 2. La red β debe resonar: C3 influye en la frecuencia de oscilación, especialmente si C3 >> C1//C2 • Especialmente útil para osciladores de frecuencia variable. 28 Estabilidad de la frecuencia 29 • La estabilidad de frecuencia es la capacidad de un oscilador para permanecer en una frecuencia fija • Se caracteriza como un porcentaje de cambio en la frecuencia (tolerancia) respecto al valor deseado. • De primordial importancia en los sistemas de comunicaciones. • La estabilidad a corto plazo se afecta principalmente debido a fluctuaciones en los voltajes de operación de cd. • La estabilidad a largo plazo es una función del envejecimiento de los componentes y de cambios en la temperatura y la humedad del ambiente. • Tanto los osc. RC y los LC son susceptibles a variaciones a corto y a largo plazo. Además, los factores Q de los circuitos tanque LC son relativamente bajos y permiten que el circuito tanque resonante oscile dentro de un amplio rango de frecuencias. • Influye: cambios en los valores de L y de los C y R causados por variaciones de temperatura y humedad, cambios en el punto de reposo de los transistores, fluctuaciones de las fuentes de cd • En los osc RC o LC se puede mejorar mucho regulando la cd y minimizando las variaciones ambientales. También se pueden usar componentes especiales, independientes de la temperatura. Osciladores de frecuencia muy estable • Se basan en el uso de cristales de cuarzo (u otro material piezoeléctrico) • Símbolo: • Interior del dispositivo: Contacto metálico Cristal Cápsula • Aspecto: Terminales 30 Oscilador de cristal de cuarzo Algunas estructuras cristalinas exhiben lo que se llama efecto piezoeléctrico, el cual consiste en que si se deforma físicamente un eje del cristal por un esfuerzo mecánico aparece una tensión eléctrica a lo largo del otro eje. El efecto es reversible, ya que si se aplica una tensión senoidal, el cristal oscilará mecánicamente comportándose como un circuito LC con un Q alto. Modelo equivalente del cristal de cuarzo El capacitor Cp o capacidad en paralelo, representa la capacidad total entre los electrodos del cristal más la capacidad de la carcaza y sus terminales. R,Cs y L conforman la rama principal del cristal y se conocen como componentes o parámetros motional donde: L representa la masa vibrante del cristal, Cs representa la elasticidad del cuarzo y R representa las pérdidas que ocurren dentro del cristal. 31 Oscilador de cristal de cuarzo 32 Los cristales tienen características de resonancia electromecánica muy estables (con el tiempo y la temperatura) y que son muy selectivas (Q muy elevado). Las propiedades de resonancia son caracterizadas por una inductancia L muy elevada, un condensador serie Cs muy pequeño (0,0005pF), una resistencia R muy pequeña, dando un factor de calidad Q=w0L/R (mayor que 100.000) y una capacidad en paralelo Cp (algunos pF Cp>>>Cs) . Despreciando R la impedancia Z del cristal está dada por Los cristales tienen dos frecuencias de resonancia: la serie ωs y la paralelo ωp. Como Cp>>Cs las dos frecuencias de resonancias están muy próximas. Oscilador de cristal de cuarzo Reactancia del cristal en función de la frecuencia La reactancia del cristal tiene características inductivas en una banda de frecuencias muy estrecha entre ωs y ωp. ωp>ωS Se puede reemplazar la bobina por un cristal en un oscilador Colpitts, Clapp. Para frecuencias ωS>ω>ωp 33 Hoja de Datos de Cristal de Cuarzo 34 Circuito Oscilador Serie Un circuito básico oscilador resonante serie, utiliza un cristal que está diseñado para oscilar en su frecuencia resonante serie natural. En éste circuito no hay capacitores en la realimentación. Los circuitos resonantes serie son usados por la baja cantidad de componentes que se utilizan, pero estos circuitos pueden tener componentes parásitos que intervienen en la realimentación, en el caso que el cristal deje de funcionar oscilarán a una frecuencia impredecible. R1 es utilizado para polarizar el inversor en su región lineal de operación y provee realimentación negativa al inversor. C1 es un capacitor de desacople de continua. R2 controla la potencia que se entrega al cristal, limitando la corriente a través de él. En la figura, se observa que no existen componentes para ajustar la frecuencia de oscilación. 35 Circuito Oscilador Paralelo Utiliza un cristal que está diseñado para operar con un valor específico de capacidad de carga. Opera a una frecuencia entre la frecuencia resonante serie y la paralelo. R1polariza al inv y R2 protege al Xtal de la corriente. Los dos capacitores en la realimentación, componen la capacidad de carga y en conjunto con el cristal darán lugar a la frecuencia a la cual oscilará el circuito. O sea que ajustes en los capacitores de carga, darán lugar a una variación pequeña en la frecuencia de oscilación, permitiendo un ajuste fino de la misma. El cristal es resonante paralelo, especificado para trabajar con una determinada capacidad de carga a la frecuencia deseada y con la tolerancia y estabilidad deseadas. 36 Oscilador de cristal de cuarzo La capacidad de carga para el cristal en este circuito puede ser calculada con la siguiente fórmula: •Cs es la capacidad parásita del circuito y normalmente se estima entre 3pf a 10pf. •R1 es del orden de 8.2 MOhm a 10 MOhm •R2 es del orden de 470 Ohm a 2200 Ohm 37 Oscilador Colpitts con Cristal 38 Oscilador de Frecuencia Variable Para variar la frecuencia se puede: Utilizar bobina con núcleo de ferrita. Al deslizar el mismo varia la frecuencia. En frecuencias Altas se usa núcleo de aluminio. Utilizar una capacitor C3 variable Desventaja: La sintonización mecánica es difícil Los componentes son voluminosos y caros Desintonización accidental por vibraciones Imposibilidad de modificar la frecuencia en forma remota 39 Diodo Varactor o Varicap 40 Diodo de silicio polarizado inversamente. Con el aumento de la tensión inversa de polarización disminuye la capacidad de juntura Cd. 3.9 .10 11 4 10 3.2 10 2.4 10 11 11 11 Cd ( V ) 1.6 10 8 10 0 .10 11 12 12 0 0 2 4 6 8 V Capacidad de un diodo varactor en función de V 10 10 Oscilador de frecuencia controlada por tensión - VCO 41 Condiciones de diseño: LCH: impide el paso de la frecuencia de oscilación ωo hacia masa a través de 41 la fuente. C4: impide que la tensión de control Vd ingrese al circuito. para que Cd sea quien tiene el control de la frecuencia de operación Lazo de fase sincronizada o de enganche de fase PLL Estructura básica de un PLL- Phase Locked Loop 42 Un PLL es un sistema realimentado de lazo cerrado con β=1. La señal que se realimenta es una frecuencia. El PLL proporciona sintonía y filtrado selectivo de frecuencias sin el uso de bobinas y capacitores Detector de fases: entrega una tensión proporcional a la diferencia de fases entre la tensión de entrada y la de salida Oscilador controlado Filtro pasa-bajos: por tensión (VCO): Filtra la salida del la frecuencia de la detector de fases. señal de salida Entrega una tensión de depende de una continua proporcional a tensión de control la diferencia de fase Lazo de fase sincronizada o de enganche de fase PLL Estructura básica de un PLL- Phase Locked Loop El objetivo del PLL es enganchar o amarrar el VCO a la señal de referencia. Es decir las dos señales tendrán la misma frecuencia. Si las frecuencias de entrada y salida son idénticas el ángulo de fase entre ellas será constante 43 Detector de Fase 44 • Un Detector de Fase es un circuito que detecta dos entradas periódicas y produce una salida cuyo valor promedio es proporcional a la diferencia entre las fases de las entradas • La característica de entrada / salida del Detector de fase es idealmente una línea recta, con una pendiente llamada "ganancia" y designada por Kd Como se implementa unl Detector de Fase • Se necesita un circuito cuya salida media sea proporcional a la diferencia de fase de entrada. • Una compuerta de OR exclusiva (XOR) puede servir a este propósito. Genera pulsos cuyo ancho es igual a Δϕ Estructura básica de un PLL Phase Locked Loop 46 En fase vo vi ∆Φ Observación: El sistema tenderá a anular la diferencia de fases entre las señales de entrada y salida. Se debe tener en cuenta que los niveles de tensión de ambas no serán similares. Sin señal de entrada externa la salida es cero PLL- Principio de funcionamiento 47 • Cuando no hay señal aplicada en la entrada del circuito realimentado, la tensión Vd(t) que controla el VCO tiene un valor cero. • El VCO oscila a una frecuencia, f0 (o lo que es equivalente en radianes ωo) llamada frecuencia libre de oscilación. • Cuando se aplica una señal a la entrada del sistema, el detector de fase compara la fase y la frecuencia de esa señal con la frecuencia del VCO y genera un voltaje de error Ve(t) que es proporcional a la diferencia de fase y frecuencia entre las dos de señales. el cual entrega la mezcla de ambas fS-fO o fO-fS dependiendo cual es mayor. Los productos de alta frecuencia tal como fS+fO, 2fS, 2fO, etc. son eliminados por el filtro pasabajos • Este voltaje de error es entonces filtrado, ampliado, y aplicado a la entrada de control del VCO Principio de funcionamiento 48 • Si la frecuencia de la señal Ve (fS-fO o fO-fS) es lo suficientemente baja para que el filtro pasabajos no la atenúe ni la desfase en exceso, Vd controlará el VCO, tendiendo a reducir la diferencia de frecuencias hasta que se igualen. • Una vez que se sincronizan VO y VS,(enganche) esto es fO=fS, el detector de fase entrega una tensión Ve, con una componente continua estable necesaria para que el VCO iguale la frecuencia de la señal de referencia. • En este caso se establece una diferencia de fase finita θd para producir la tensión Ve mencionada. • Esta capacidad de corrección del sistema permite al PLL seguir los cambios de frecuencia con la señal de entrada una vez que se ha enganchado. PLL Aplicaciones del PLL Los PLL se usan básicamente para: Generadores de señal muy estables a partir de osciladores (Sintetizadores de frecuencia) Moduladores de FM Demoduladores de señales moduladas en ángulo. Filtros de banda angosta etc. 49 Sintetizador de frecuencia Divisor N: Divide la frecuencia de entrada en N (preescaler) Divisor M: Divide la frecuencia del oscilador a cristal en M. N y M son números enteros. Cuando el PLL está enganchado: Se puede cambiar la frecuencia cambiando N. Se obtiene a la salida una señal muy pura y de frecuencia muy estable. 50 Sintetizador de frecuencia programable Divisor P: es un divisor programable. P es un número entero • Cuando el PLL está enganchado, • Se puede cambiar la frecuencia cambiando el valor de P . • P (Programable)puede cambiar de a saltos. • Se usa para generar frecuencias con la estabilidad de un cristal 51 Aplicaciones PLL: Sintetizador • Normalmente, es conveniente que la frecuencia de referencia fA, sea lo más alta posible, para que sea removida fácilmente por el FPB, y no sea la frecuencia de referencia fA, la que obligue a fijar la frecuencia de corte del FPB. • La energía en frecuencia de referencia que alcanza al VCO, lo modula, y se traduce en bandas laterales espurias llamadas bandas laterales de referencia. • Otra causa que justifica la conveniencia de seleccionar una frecuencia de referencia lo más alta posible, es que la corrección de la tensión de control solo puede realizarse una vez cada ciclo de la señal de entrada. Por ejemplo si la frecuencia de referencia es de 1kHz la corrección es cada 1ms. • Cuando la fo es elevada, no siempre es simple y económico la realización del divisor programable. Sintetizador de frecuencia programable 53 Ejemplo: Diseñe un sintetizador que genere frecuencias desde 26,965 MHz hasta 27,405 MHz en saltos de 10 kHz. Dispone de un cristal de 100 KHz. • Las frecuencias de salida son: 26965 KHz, 26975KHz, ….27405KHz. • El n° de frecuencias a generar son: • Adopto: fA= 5KHz. Como: • Luego: Adopto M=100, N=5 y P desde 53 5393 a 5481 en pasos de a 2. Adopto N=1 y P desde 5393 a 5481 en pasos de a 2. PLL 54 Los parámetros claves de los PLL que indican su rango útil de frecuencias son: Intervalo de enganche: Es el margen de frecuencias cercanas a la frecuencia natural del VCO, fn, dentro del cual el PLL puede mantener la sincronización con una señal de entrada. La frecuencia mínima de enganche del PLL se llama límite inferior de enganche ( fll), y la frecuencia máxima de rastreo se llama límite superior de enganche ( flu). El intervalo de enganche depende de las funciones de transferencia (ganancias) del comparador de fase, del amplificador de baja ganancia y del VCO. Intervalo de captura: El intervalo de captura se define como la banda de frecuencias cercanas a fn donde el PLL puede establecer o adquirir enganche con una señal de entrada. El intervalo de captura está, en general, entre 1.1 y 1.7 por la frecuencia natural del VCO. La frecuencia mínima en la que el PLL se puede sincronizar se llama límite inferior de captura ( fcl) y la frecuencia máxima a la que se puede enganchar el PLL se llama límite superior de captura ( fcu). PLL 55 Condensadores apropiados para usar en osciladores Deben ser condensadores cuya capacidad varíe muy poco con la frecuencia. Ejemplos: • Condensadores cerámicos NP0. • Condensadores de aire (los variables) • Condensadores de mica. • Condensadores de plásticos de tipo Styroflex. Cerámicos NP0 Styroflex. Mica 56 Parámetros característicos de los osciladores 57 • Margen de frecuencia. • Estabilidad ⇒ Mayor cuanto mayor es el factor de calidad “Q” de la red de realimentación. • Potencias (absoluta de salida sobre 50Ω ) y rendimientos (Potencia de señal / potencia de alimentación). • Nivel de armónicos y espurias ⇒ potencias relativas de uno o varios armónicos con relación al fundamental. • “Pulling” o estabilidad frente a la carga ⇒ uso de separadores. • “Pushing” o estabilidad frente a la alimentación ⇒ uso de estabilizadores de tensión (zeners, 78LXX, etc.). • Deriva con la temperatura ⇒ Condensadores NP0, de mica, etc. • Espectro de ruido ⇒ Se debe fundamentalmente a ruido de fase. RESUMEN 58 1. Realimentación significa introducir parte o toda la señal de salida del circuito de amplificación por el terminal de entrada del circuito, para ser usada luego como señal de control de salida. 2. La ganancia de un amplificador realimentado es Af = A / (1+βA), A es la ganancia del amplificador sin realimentar, y β es la realimentación. 3. La realimentación es negativa, cuando Af < A , esto se cumple si βA es negativo. 4. En un circuito realimentado, cuando βA es positivo, se le llama realimentación positiva. Si 1-βA es menor que 1, entonces la ganancia del circuito amplificador aumenta y Af > A . 5. Cuando βA = 1, la ganancia del amplificador se hace infinita. Por lo tanto, cualquier ruido se amplifica y se induce la oscilación. 6. Para inducir la oscilación, βA debe ser igual a 1, y a esto se le llama criterio de Barkhausen. 7. Hay dos criterios para el diseño de osciladores: (1) realimentación positiva, (2) satisfacer el criterio de Barkhausen, de βA = 1. 58 Resumen 59 8. El oscilador de cambio de fase usa una red capacitor – resistencia para producir la variación de fase y lograr realimentación positiva. 9. Un oscilador senoidal no sintonizado generalmente se usa para inducir oscilación de frecuencia menores a 1MHz. El oscilador senoidal sintonizado se usa para inducir oscilaciones a frecuencias entre 1MHz y 100MHz. 10. El oscilador Colpitts usa un oscilador LC, y el capacitor divisor de tensión funciona como circuito de realimentación, donde β = C1/C2. 11. La frecuencia de oscilación de Colpitts es f0 = 1/ (2π√RC). 12. La ganancia mínima de tensión AV del circuito de amplificación con oscilador Colpitts debe ser mayor o igual a C2 / C1. 13. El oscilador Hartley es un oscilador LC de alta frecuencia, y el inductor del divisor de tensión es el circuito de realimentación, donde β = L2 / L1. 14. La frecuencia de oscilación del oscilador Hartley es f0 = 1/ (2π√LC). 15. La ganancia mínima de tensión AV del circuito de amplificación con oscilador Hartley debe ser mayor o igual a L1 / L2. 59 Resumen 16. Un oscilador Clapp se mejora con un oscilador Hartley. Para evitar el efecto dispersivo del capacitor, en el capacitor de resonancia, hay un pequeño capacitor (CS) conectado en serie con el inductor. 17. La frecuencia de oscilación de un oscilador Clapp es f0 = 1/ (2π√LCS). 18. El oscilador de cristal tiene una frecuencia de operación de alta estabilidad, la variación de frecuencia es menor a 10-6 cada día. Es muy adecuado como referencia de tiempo. 19. Para diferentes ángulos de corte y diferentes métodos, se obtienen diferentes características piezoeléctricas. El espesor del cristal determina la frecuencia fundamental de oscilación. 20. Para un cristal se tienen dos frecuencias de resonancia: frecuencia resonante serie, y frecuencia resonante paralela.
